首選材料為40Cr，調(diào)質(zhì)，由表15-1查
[σ-1]=70MPa
因此σca<[σ-1]，故安全。
II軸的設(shè)計(jì)
已知：PII=6.91KW，nII=213r/min, TI =310 N•m,
B斜=65mm, B直=100mm 
1．          求作用在齒輪上的力
1）已知高速級(jí)大齒輪直徑為d2 =209.12mm,
 Ft2=2* FI/d2
=2*310*1000/209.13N
=2965N
Fr2=Ft2×tan /cos =2965*tan200/cos =1117N
Fa2=Ft2×tan =2965*tan150=795N
  2)低速級(jí)小齒輪直徑d1=120mm
Ft1=2TII/d1=2*310*1000/120=5167N
    Fr1=Ft1×tan =5167*tan200=1881N
2．          初選軸的最小直徑
先按式d>=A。 ，選軸為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A。=118，于是得
     （dmin）‘=118* =37.6mm
因?yàn)橹虚g軸上開(kāi)有兩面?zhèn)�鍵槽，所以應(yīng)增大7%，所以
  dmin =（dmin）‘（1+7%）=40.232
  軸上的最小直徑顯然出現(xiàn)在軸承上。
3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 
（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段長(zhǎng)度和直徑
  1）初步選用滾動(dòng)軸承，因軸承中同時(shí)受徑向力和軸向力的伯用，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據(jù)dI-II=40.232mm,由軸承產(chǎn)品中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的角接觸軸承9309AC軸承，其尺寸是d×D×B=45×85×18, 所以dI-II=45mm
即dI-II=dⅤ-Ⅵ=45mm
  2)II-III段的軸頭部分LII-III=50mm
   III-Ⅳ段軸頭部分LIII-Ⅳ=54mm
   Ⅳ-Ⅴ段軸肩部分LⅣ-Ⅴ=64mm
   Ⅴ-Ⅵ段部分LⅤ-Ⅵ=54mm
  3）取兩齒輪齒面距箱體內(nèi)壁a1=15mm,兩齒面距離為a2 =15mm，在確定軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁S，取S=10mm,倒角R=2mm，B2=65mm.B1=100mm,
  L=2*R+B1+B2+2* a1+a2+2*S+2B
      =2*2+65+100+2*15+15+2*10+2*19
      =272mm
4）軸上零件的周向定位
齒輪與軸之間用平鍵連接。
斜齒輪與軸之間的鍵選取b×h=16mm×10mm,鍵槽用鍵槽銑刀來(lái)加工，長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；直齒輪與軸之間的鍵選取b×h=14mm×9mm,鍵槽用鍵槽銑刀來(lái)加工，長(zhǎng)為82mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。軸承與軸之間的配合用過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
5）確定軸上圓角和倒角的尺寸
參照表15-2，取軸端倒角為2×450 ，各軸肩處圓角半徑依表查得。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4．求軸上載荷
載荷 水平面 垂直面
支反力F（N） FNH1 =4211.25 FNV1 =942.11
 FNH2 =3920.65 FNV2 =178.11
彎矩M（N•mm） MNH1 =-355859 MNV1 =-78120.25
 MNH2 =262683.2 MNV1 =11933.48
總彎矩（N•mm） M1 =-364332.8167 M2 =262954.12
扭矩 TII =310000 N•mm
5.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
    進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承客觀存在最大彎矩的截面（即最危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度，按式15-5能上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 =0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力：
σca=
  =
=32.725MPa
首選材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，由表15-1查
[σ-1]=60MPa
因此σca<[σ-1]，故安全。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
III軸的設(shè)計(jì)
已知：PIII=6.639KW，nIII=71r/min, TI =893.13N•m,
B=96mm
3．          求作用在齒輪上的力
已知低速級(jí)大齒輪直徑為d =360mm,
 Ft=2* TI/d
=2*893.13*1000/360mm
=4961.83N
Fr=Ft×tan =4961.83*tan200=1805.96N
4．          初選軸的最小直徑
先按式d>=A。 ，選軸為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A。=112，于是得
     （dmin）‘=112* =50.835mm
因?yàn)橹虚g軸上開(kāi)有鍵槽，所以應(yīng)增大7%，所以
  dmin =（dmin）‘（1+7%）=52.36mm
3．軸上的最小直徑顯然出現(xiàn)在安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT3,查表14-1可知考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=1.7，則
Tca=1.7*893.69=1518.353N•m
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB5014-85，選用HLS彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2000N•m，故取dI-II=55mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=142mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=107mm
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 
（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段長(zhǎng)度和直徑
   1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II段右端制出一軸肩，故取II-III段dII-III=62mm，左端用軸端檔圈定位，按軸端直徑取檔圈直徑D=65nn，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔L1=107mm，為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，幫I-II段的長(zhǎng)度L略短一些，現(xiàn)取LI-II=140mm。
    2）初步選用滾動(dòng)軸承，因軸承中只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)dII-III=62mmm,由軸承產(chǎn)品中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的深溝球軸承6013,軸承，其尺寸是d×D×B=65×140×18, 所以dIII-Ⅳ=65mm,
LIII-Ⅳ=35mm。
      左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，同手岫上查得6013開(kāi)支軸承的定位軸肩高度h=6mm，因此取dⅣ-Ⅴ=77mm。
3）取安裝齒輪處的軸段VI-VII的直徑dVI-VII=70mm，齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的[寬度為96mm，為了方便套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段略短于輪轂寬度，故取LVI-VII=92mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d,故取h=6mm，則軸環(huán)的dV-VI=89mm。軸環(huán)寬度b>1.4h，取LV-VI=12mm。
   4）取齒輪齒面距箱體內(nèi)壁a1=17mm,兩齒面距離為
a2 =15mm，在確定軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁S，取S=8mm,倒角R=2mm。
5）軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸之間的周向定位均用平鍵連接。
齒輪與軸之間的鍵選取b×h=20mm×12mm,鍵槽用鍵槽銑刀來(lái)加工，長(zhǎng)為90mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接鍵選取b×h=16mm×10mm,鍵槽用鍵槽銑刀來(lái)加工，長(zhǎng)為100mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選用齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；軸承與軸之間的配合用過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
5）確定軸上圓角和倒角的尺寸
參照表15-2，取軸端倒角為2×450 ，各軸肩處圓角半徑依表查得。
4．求軸上載荷
載荷 水平面 垂直面
支反力F（N） FNH1 =1714.61 FNV1 =624.07
 FNH2 =3247.22 FNV2 =1181.89
彎矩M（N•m） MH =290.63 MV1 =105.78
 MNH2 =262683.2 MV2 =105.78
總彎矩（N•m） M1 =309.28 M2 =309.28
扭矩 TII =893130N•mm
5.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
    進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承客觀存在最大彎矩的截面（即最危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度，按式15-5能上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 =0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力：
σca=
  =
=18.37MPa
首選材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，由表15-1查
[σ-1]=60MPa
因此σca<[σ-1]，故安全。
八．鍵聯(lián)接的校核計(jì)算
1．輸入軸——I軸鍵的較核
由于鍵、軸、輪轂的材料分別是鋼、合金、鑄鐵，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力[σp]=50--60MPa，取其平均值[σp]=55MPa,鍵的工作長(zhǎng)度L=40mm，鍵與輪轂、鍵槽接觸高度K=0.5h=0.5*7=3.5mm，由式（6-1）得
σp=2T*103/(kld)
=2*75.5*103/(3.5*40*28)
=48.7MPa<=[σp]
故鍵滿足強(qiáng)度要求。
2．中間軸上鍵——II軸鍵的校核
由于鍵1、軸、輪轂的材料分別是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力[σp]=100--120MPa，取其平均值[σp]=110MPa,鍵的工作長(zhǎng)度L=50mm，鍵1與輪轂、鍵槽接觸高度K1=0.5h=0.5*10=5mm，由式（6-1）得
σp=2T*103/(kld)
=2*309.8*103/(5*50*50)
=49.57MPa<=[σp]
故鍵1滿足強(qiáng)度要求。
鍵2的工作長(zhǎng)度L=82mm，鍵2與輪轂、鍵槽接觸高度K1=0.5h=0.5*9=4.5mm，由式（6-1）得
σp=2T*103/(kld)
=2*309.8*103/(4.5*82*54)
=31.1MPa<=[σp]
故鍵2滿足強(qiáng)度要求。
3.輸出軸—III軸鍵的校核
由于鍵1、軸、輪轂的材料分別是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力[σp]=100--120MPa，取其平均值[σp]=110MPa,鍵的工作長(zhǎng)度L=90mm，鍵1與輪轂、鍵槽接觸高度K1=0.5h=0.5*12=6mm，由式（6-1）得
σp=2T*103/(kld)
=2*89.13*103/(6*90*55)
=47.26MPa<=[σp]
故鍵1滿足強(qiáng)度要求。
鍵2的工作長(zhǎng)度L=100mm，鍵2與輪轂、鍵槽接觸高度K1=0.5h=0.5*10=5mm，由式（6-1）得
σp=2T*103/(kld)
=2*893.13*103/(4.5*82*54)
=65MPa<=[σp]
故鍵2滿足強(qiáng)度要求。
 
 
九．滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算
1、計(jì)算輸入軸上的軸承校核
由式（13-6）得C=
=1.192*7.457
=8.892、計(jì)算中間軸II軸軸承的校核
由于FA/FR =795/1117=0.1>0.68
∴當(dāng)量動(dòng)載荷
∴Pr =0.41* FR+0.87* FA =0.71>0.68
由式（13-6）得
C=
    =1.15*4.97=5.72∴此軸承合格
3. 計(jì)算中間軸III軸軸承的校核
   由于軸向力幾乎為零，因此，徑向當(dāng)量動(dòng)載茶Pr=Fr=1.6KN
由式（13-6）得
C=
 =1.806*3.45=6.23MPa∴此軸承合格
 
十．減速器箱體的設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)尺寸具體見(jiàn)裝配圖。箱體支撐軸系，保證傳動(dòng)件和軸系正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要的作用。現(xiàn)所選用的減速器箱體采用灰鑄鐵鑄造成箱體和箱蓋兩部分，剖分式，采用螺栓聯(lián)接成一體。
1．箱座高度
因傳動(dòng)件采用浸沒(méi)潤(rùn)滑，箱座高度應(yīng)滿足齒頂圓到油池的距離不小于30-50mm，使箱體容納一定的潤(rùn)滑油，以便潤(rùn)滑和散熱。
設(shè)計(jì)時(shí)，在離開(kāi)大齒輪齒頂圓30—50mm的時(shí)候，畫(huà)出箱體油池底面淺，初步箱座支撐高度：H>= da2/2+(30—50)+ ,其中da2 為大齒輪及圓徑， 為箱底面到箱座油池底面的距離，再根據(jù)浸油深度，修訂箱座高度。
2．箱體要有足夠的剛度
（1）箱體的厚度：箱體應(yīng)有合理的厚度，軸承座箱體底座等處承受的載茶較大，壁厚座厚些。
（2）軸承座螺栓凸臺(tái)的設(shè)計(jì)：為提高軸承座的剛度，軸承座兩的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近，需加軸承座旁設(shè)置螺栓凸臺(tái)。
（3）設(shè)置加強(qiáng)肋板:為了提高軸承座附近箱體的剛度，在平壁式箱體上可適當(dāng)設(shè)置加強(qiáng)肋板。
3.箱體外輪廓的設(shè)計(jì)
箱蓋頂部外輪廓常以圓弧和直線組成。大齒輪所在一側(cè)的箱蓋外表面圓弧半徑，R= da2/2+  +  * da2為大齒輪齒頂圓直徑， 為箱蓋厚度。
高速軸一側(cè)箱蓋外廓，圓弧半徑根據(jù)結(jié)構(gòu)由作圖決定。若取R>R’，畫(huà)出箱蓋圓弧，則螺栓凸臺(tái)將位于箱蓋圓弧外側(cè)。
4.箱體凸緣尺寸
軸承座外端面應(yīng)向外凸出5—10mm，以便切削加工。箱體內(nèi)壁到軸承座孔外端面的距離L1（軸承座孔長(zhǎng)度）為：L1= +l1+ l2 +(5--10)mm
箱體凸緣聯(lián)接螺栓應(yīng)合理布置，螺栓間距不宜過(guò)大，一般不大于150—200mm。
5.導(dǎo)油溝的形式和尺寸
當(dāng)利用箱體傳動(dòng)件濺起來(lái)的油潤(rùn)滑軸承時(shí)，通常在箱座的凸緣面上開(kāi)設(shè)導(dǎo)油溝。導(dǎo)油溝可以鑄造，也可以銑制而成。